随机不确定度的分析估算

    

    由于随机、系统效应影响对被测量之测量值不能确定的程度，称为不确定度。测量不确定度是表征合理地赋予被测量之值的分散性、与测量结果相联系的参数。此参数是诸如标准差或其倍数，或说明了置信水平的区间的半宽度。测量不确定度是对测量结果可信性、有效性的怀疑程度或不肯定程度，是定量说明测量结果的质量的一个参数。

    流量测验的随机不确定度，当测量系列的样本容量大于或等于30时，其数值应等于两倍相对标准差；当测量系列的样本容量小于30时，应按95%置信水平的学生氏（t）值作为相对标准差的系数计算随机不确定度。

    雷达波流量测验总不确定度由流量测验总随机不确定度和总系统不确定度组成，总不确定度采用式（8-1）估算：

    

    式中，—— 流量总不确定度，

    —— 流量总随机不确定度，

    —— 流量总系统不确定度。

    因为，用雷达波测速仪进行流量测验，面积部分的测算与浮标法相同，总随机不确定度借用浮标法测流总随机不确定度公式估算，按照《河道流量测验规范》（GB50179-93）第7.6.2条规定估算，如式（8-2）所示。

    

    式中，—— 断面Ⅲ型随机不确定度，

    —— 插补借用断面随机不确定度，

    —— 水面系数随机不确定度，

    —— 浮标通过上下游断面路径的不确定度，

    —— 浮标通过上下游断面时间的不确定度，

    —— 宽度测量不确定度，

    —— 深度测量不确定度。

    又因，雷达波测流方法不完全与浮标法相同，不需要浮标法上、中、下3个断面，测速部分等同于流速仪水面一点法测流，所以需对估算公式（8-2）进行修正。断面计算、水面系数采用等部分遵循浮标法测流随机不确定度公式估算，流速测算部分遵循流速仪水面一点法测流随机不确定度公式估算。雷达波测流总随机不确定度由式（8-3）估算：

    

    式中，—— 断面Ⅰ型随机不确定度，

    —— 断面Ⅱ型随机不确定度，

    —— 测速公式率定随机不确定度，

    —— 断面测深随机不确定度，

    —— 断面测宽随机不确定度。

    比测试验都是在低水进行，估算随机不确定度时面积部分的分量指标采用浮标法低水测流指标，测速部分随机不确定度虽然没有实验资料，但与流速仪水面一点法测流相同，计算时借用流速仪率定的随机不确定度，分量指标在《河道流量测验规范》（GB50179-93）附录四流速仪法测流允许误差及方案选择中查算。总随机不确定度估算统计结果见表8-7。

表8-7雷达波法流量各分量随机不确定度指标及总随机不确定度

    

    总系统不确定度由式（8-4）估算，估算统计结果见表8-8。

    

    式中，—— 断面测深系统不确定度，

    —— 断面测宽系统不确定度，

    —— 测速公式率定系统不确定度。

表8-8各分量系统不确定度估算值

    

    用式（8-1）计算雷达波流量测验总不确定度，分别得红旗、冶力关（二）、王家磨站总不确定度为9.3%、9.2%、10.1%。估算统计结果见表8-9。

表8-9总不确定度估算值

    

    按照《河道流量测验规范》（GB50179-93）的有关规定，估算统计流速仪法、均匀浮标法、雷达波流量测验总不确定度，结果见表8-10。可以得出，雷达波法流量测验总不确定大于流速仪法规定的允许误差，小于均匀浮标法规定的允许误差。

表8-10流速仪、均匀浮标法、雷达波法流量测验不确定度统计表